Band gap - 도체/부도체/반도체의 구분

안녕하세요? 오늘은 도체와 부도체의 차이에 대해 알아보도록 하겠습니다.

반도체를 공부하다보면, 반도체는 도체와 부도체의 중간의 성질을 가진다고 배우곤 합니다.

바로 그 중간이 무엇을 의미하는 것인지 배워보도록 하겠습니다.

 

도체와 부도체의 차이는 바로 'Band Gap'의 크기에 있습니다. 

출처 : https://www.vedantu.com/question-answer/the-distinction-between-conductors-insulators-class-12-physics-cbse-5f8330713ab302363d14d3e9

 

부도체(Insulator)의 경우, Band Gap이 3eV 보다 큰데, 3eV는 도핑을 통해 불순물 주입을 하거나, 열/빛 등을 통해 에너지를 인가해도 Valance Band에 있는 전자를 Conduction Band로 이동 시킬 수 없습니다.

 

하지만, 도체는 Conduction Band와 Valance Band가 겹쳐있습니다. 그래서 Band Gap이 0eV 입니다. 그래서 Conduction Band와 Valence Band의 구분이 없고 전자가 골고루 퍼져있습니다. 여기에 전계를 걸어주게 되면 전자가 방향성을 가지고 이동하면서 전류가 흐르게 됩니다.

 

반도체(Semiconductor)는 Engery gap이 3eV 미만의 수준인데, 부도체와는 다르게 외부 에너지를 가해주거나 도핑을 하게 되면 Valance Band에 있는 전자를 Conduction Band로 끌어올릴 수 있습니다. 이를 통해 전류를 흘릴 수 있게 됩니다.

 

 

*참고

- 페르미 준위 :  에너지 밴드 다이어그램에서 '전자의 존재 확률이 50%인 지점

 

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